金属镁比铝活泼实验 [金属镁.铝及化合物]

金属镁、铝及化合物

一、考点，难点：

难点： 镁、铝金属及其重要化合物的主要性质及应用

考点：金属及其重要化合物之间的转化关系及有关量的计算；

二、典型例题讲解及思维拓展

（一）、金属镁及化合物

性质：（1）.物理性质：

（2）.化学性质：（完成下列方程式）

与非金属的反应（O2、N2、Cl2）

与H2O（热水）的反应

与CO2的反应

与酸的反应

与盐溶液的反应（与硫酸铜溶液）

（二）、金属铝及化合物

1. 性质：（1）物理性质：

（2）化学性质：（完成下列方程式）

与非金属的反应（O2、Cl2）

与酸的反应

与碱的反应

与盐溶液的反应（与FeCl2溶液）

与三氧化二铝的反应

2. 铝的化合物

铝三角

写出上述相关方程式：

铝的化合物相关图像

【典型例题1】. 下列溶液能与镁反应生成氢气的是( )

A. 氯化铵溶液 B. 氢氧化钠溶液

C. 碳酸钾溶液 D. 饱和石灰水

解析与评价：本题考查学生对元素及其化合物性质的理解，主要考查Mg与酸反应。氯化铵溶液水解呈酸性，所以答案为A

答案：A

【典型例题2】相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物

质，消耗碱量最多的是

A．Al B．Al(OH)3

＋C．Al Cl3 D．Al2O3 【典型例题3】实现Al3＋3AlO2＋6H2O＝4Al(OH)3↓，正确的做法是 3．C

A．向铝盐溶液中不断加入纯碱溶液

B．向铝盐溶液中不断加入小苏打溶液

C．向烧碱溶液中不断滴入铝盐溶液

D．向铝盐溶液中不断滴入烧碱溶液

【典型例题4】除去镁粉中的少量铝粉，可选用( )

A．硫酸 B．氨水

C．盐酸 D．氢氧化钠溶液

解析：H2SO4、HCl可同时溶解Mg、Al；氨水与Al、Mg都不反应；而NaOH溶液只溶解Al，不溶解Mg.

【典型例题5】在MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入足量的氨水，下图中能正确表示加入氨水的量(x)与生成沉淀的量(y)的关系的是(

)

解析：MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入足量氨水生成的Mg(OH)2、Al(OH)3与过量的

氨水均不反应，故沉淀的量不再发生变化，D项正确．

答案：D

【典型例题6】如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容．某同学从该试剂

瓶中取出24.0 g固体，配成1 L溶液，请计算：

(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度是________．

(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积是________．

mNaOH解析：n(NaOH)＝＝＝0.6 mol， MNaOH40 g/mol

nNaOH0.6 molc(NaOH)＝＝0.6 mol/L， 1 LV[NaOHaq]

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

2 mol 22.4 L×3

0.6 mol/L×0.2 L V

0.6 mol/L×0.2 L×22.4 L×3V＝＝4.032 L. 2 mol

答案：(1)0.6 mol/L (2)4.032 L

【典型例题7】根据要求回答问题．

＋－(1)用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应时，当Al3的物质的量与OH的物质的量之比(以

下均填物质的量之比)为________时，Al(OH)3沉淀量最多；________时，Al(OH)3全部溶解．

－＋(2)偏铝酸钠溶液与盐酸反应时，AlO2的物质的量与H物质的量之比为________时，

Al(OH)3沉淀量最多；________时，Al(OH)3全部溶解；________或________时，生成的Al(OH)3的量为最多沉淀量的一半．

＋－＋－－解析：由反应的离子反应方程式：Al3＋3OH===Al(OH)3↓；Al3＋4OH===AlO2＋

－＋－＋＋2H2O；AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓；AlO2＋4H===Al3＋2H2O.即可得到相应的答案．

答案：(1)1∶3 1∶4

(2)1∶1 1∶4 2∶1 2∶5

【及时巩固1】由H2SO4、Al2O3、NaOH、Mg、Cl2两两之间进行反应，可制得的正盐有6．C

A．5种 B．6种 C．7种 D．8种

【及时巩固2】在实验中用硫酸铝和下列试剂中的一种制备氢氧化铝，则该试剂最好是( )

A．石灰水 B．氢氧化钠溶液

C．硫酸 D．氨水

解析：Al(OH)3易溶于强碱溶液，故选用呈弱碱性的氨水．

答案：D

【及时巩固3】将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化了的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图象正确的是( )[来源:学科网ZXXK]

＋解析：当溶液中既有H，又有Al时，加入OH则先与H反应，而后才与Al3发生

＋反应．所以在生成沉淀前加入的NaOH与H反应，无沉淀生成．

答案：D

【及时巩固4】将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol/L的盐酸中，在同温、同压下产生的气体体积比是( )

A．1∶2∶3 B．6∶3∶2

C．3∶1∶1 D．1∶1∶1

－解析：0.3 mol Na、Mg、Al对100 mL 1 mol·L1的盐酸都过量，产生的H2应该由盐酸0.1 mol决定，盐酸的量相等时Mg、Al产生的H2为，但钠与水还可以反应，故0.3 mol Na2

0.10.1全部反应后产生的H2 应为0.15 mol，所以三者产生的气体体积比应为0.15∶∶＝22

3∶1∶1.

答案：C

【及时巩固5】将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为( )

1mol B．1 mol 3

2C．2 mol D. mol 3

解析：铝在参加反应时1 mol Al可失去3 mol电子，因此有2 mol电子转移需Al的物

2质的量为 mol. 3

答案：D

【及时巩固6】等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是 （ ）

A.2mol.L-1H2SO4溶液 B.18 mol·L-1H2SO4溶液

C.6 mol.L-1KOH溶液 D.3 mol·L-1HNO3溶液

＋3＋－＋

三、课后练习

1.下列氧化物中，既能溶于强酸，又能溶于强碱的是( )

A．Fe2O3 B．Ag2O

C．CuO D．Al2O3

解析：A、B、C中的氧化物都是碱性氧化物，而氧化铝是两性氧化物，即氧化铝既能

与强酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水．

答案：D

2．下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是( )

A．Al(OH)3是两性氢氧化物

B．Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质

C．Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素

D．Al(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸

解析：Al(OH)3可溶于强酸或强碱溶液，但不能溶于氨水．

答案：D

－3．把一定量的Ba(OH)2溶液滴入明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液中，使SO24全部转化成

BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是( )

＋A．Al3 B．Al(OH)3

－＋C．AlO2 D．Al3和Al(OH)3

－解析：Ba(OH)2和KAl(SO4)2以物质的量比2∶1反应时，才能使SO24全部转化成

－BaSO4，此时铝元素全部转化为AlO2，反应方程式为2Ba(OH)2＋KAl(SO4)2===2BaSO4＋

KAlO2＋2H2O.

答案：C

4．向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L．向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g．再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g．则下列关系不正确的是( ) ．

1000bVcA．c＝ B．p＝m＋11.2V125

517C．n＝m＋17Vc

解析：根据题意，反应过程如下：[来源

:Z_xx_k.Com]

－V·103·cb－3A项，根据电子守恒关系可列出×2＝V·10·c；B项，p＝m＋16；D项，22.42

40102极端假设法，若p g固体全为MgO，则质量为m g；若p g物质全为Al2O3，则质量为2454

－3m g，实际应为两者之间；C项应为n＝m＋17V·10·c.

答案：C

5．将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是( )

A．1∶3 B．2∶3

C．1∶4 D．7∶2

解析：本题应对两种情况进行讨论：

＋①若AlCl3过量，NaOH量不足，溶液中铝元素应为Al3.

AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl

1 mol 3 mol 1 mol

＋依题意，溶液中剩余1 mol Al3，

c(AlCl3)∶c(NaOH)＝n(AlCl3)∶n(NaOH)

＝(1＋1) mol∶3 mol＝2∶3.

②若NaOH量稍多，AlCl3完全反应，生成的Al(OH)3部分溶解，溶液中铝元素的存在

形式为AlO2，不妨假设有2 mol Al3反应，依题意有关系式：

AlCl3 ～ 3NaOH ～ Al(OH)3

1 mol 3 mol 1 mol

AlCl3 ～ 4NaOH ～ NaAlO2

1 mol 4 mol 1 mol

则c(AlCl3)∶c(NaOH)＝n(AlCl3)∶n(NaOH)

＝(1＋1) mol∶(3 mol＋4 mol)＝2∶7.

答案：B

6．将4.6 g Na和2.7 g Al同时加入足量的水中充分反应，将反应后的溶液稀释、定容为500 mL.下列说法中正确的是( )

A．反应中放出的气体在标准状况下的体积为2.24 L

B．参加反应的水的质量与加入Al的质量相等

＋＋C．所得溶液中Na和Al3的物质的量之比为2∶1

D．所得溶液中阳离子和阴离子的物质的量之比为1∶1

解析：Na与Al两种金属加入到足量水中，首先发生Na与水的反应，然后发生了Al与生成的NaOH的反应．根据反应的化学方程式可得：

2Na ＋ 2H2O===2NaOH＋H2↑

46 g 36 g 2 mol 1 mol

4．6 g 3.6 g 0.2 mol 0.1 mol

金属铝与生成的NaOH反应时，NaOH过量，故按照Al的量进行计算：

2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

54 g 2 mol 36 g 2 mol 3 mol

2.7 g 0.1 mol 1.8 g 0.1 mol 0.15 mol

反应共生成了(0.1＋0.15) mol H2，在标准状况下的体积为5.6 L，A错误；参加反应的水的质量为(3.6＋1.8) g＝5.4 g，与加入铝的质量不相等，B错误；Al与NaOH反应并没有

＋生成Al3，C错误；所得溶液的溶质为0.1 mol NaOH与0.1 mol NaAlO2，阴阳离子的物质的量之比为1∶1，D正确．

答案：D

7．胃酸过多是常见的胃病之一，下面是甲、乙两种常见胃药的说明摘要．

甲：(1)白色结晶状粉末，可缓慢分解，焰色反应为黄色；(2)能溶于水，水溶液呈弱碱性；(3)遇酸及酸性药物则产生二氧化碳；(4)胃酸过多患者服用多见胃胀气，甚至有引起胃溃疡穿孔的危险．

乙：(1)与胃酸发生中和作用缓慢而持久，可维持3到4小时．(2)凝胶本身覆盖于溃疡面上具有保护作用．(3)可溶于稀酸或氢氧化钠溶液中．

(1)请你推测甲中含有的主要化学成分是______________________________________．

(2)试写出甲中主要成分引起胃胀气的反应的离子方程式：________________________

(3)试写出乙中的主要成分与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：____________________. 解析：通过甲、乙两种常见胃药的性质描述可推知：甲为NaHCO3，乙为Al(OH)3.胃酸的主要成分为盐酸，能够与NaHCO3反应生成CO2，从而引起胃胀气．

答案：(1)NaHCO3

＋－(2)H＋HCO3===H2O＋CO2↑

－－(3)Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O

8．阅读材料，回答下列问题．

材料：近年来，科技人员研究得到一种新型材料——泡沫铝．它是把发泡剂加到熔融铝合金中制成的，其优点是硬度高，密度小(约为0.16～0.5 g/cm3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，近几年可大批量投放市场．

(1)下列关于泡沫铝的说法错误的是________．

A．泡沫铝即是铝单质泡沫

B．泡沫铝是一种合金

C．泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料[来源:Zxxk.Com] －＋

D．泡沫铝可用于飞机制造

(2)铝制成铝箔作食品包装，是利用它的哪一性质________．

A．金属光泽 B．延展性

C．导电性 D．导热性

(3)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜(氧化物)而对铝起保护作用，但这层氧化膜(氧化物)遇到强酸或强碱都会溶解，请写出：

与盐酸反应的离子方程式：______________________________________________ ________________________________________________________________________. 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_____________________________________

________________________________________________________________________. 解析：(1)泡沫铝是把发泡剂加到熔融的铝合金中制成的，故不是铝单质．

(3)Al2O3是两性氧化物，可以与酸、碱反应生成盐和水．

＋＋－－答案：(1)A (2)B (3)Al2O3＋6H===2Al3＋3H2O Al2O3＋2OH===2AlO2＋H2O

9．A、B、C是单质，其中A是金属，各种物质间的转化关系如图：

根据图示转化关系回答：

(1)写出下列物质的化学式．

A________________，B________________，

乙________________，丁________________．

(2)写出下列变化的化学方程式．

①A与NaOH溶液反应的化学方程式________________________________________ ________________________________________________________________________. ②甲与NaOH溶液反应的离子方程式_____________________________________

________________________________________________________________________.

(3)将一定量的A加入到NaOH溶液中，产生的C在标准状况下的体积为3.36 L，则消耗的A的物质的量为______________，转移电子的物质的量为__________．

解析：常见金属单质中能与NaOH溶液反应产生气体的只有Al，所以A是Al，乙是NaAlO2，C是H2，甲是Al的化合物，可和NaOH溶液反应产生NaAlO2，可能是Al2O3，则丙是H2O，B即是O2.根据NaAlO2＋CO2＋2H2O===NaHCO3＋Al(OH)3↓得丁是Al(OH)3.

答案：(1)Al O2 NaAlO2 Al(OH)3

(2)①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

－－②Al2O3＋2OH===2AlO2＋H2O

(3)0.1 mol 0.3 mol

10．在一个用铝制的易拉罐内充满CO2气体，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封罐口．经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来．

(1)罐壁内凹而瘪的原因是_________________________________________________， 离子方程式可能为________________________________________________________；

(2)罐再鼓起的原因是________________________________________________，

离子方程式可能为________________________________________________________． 解析：在易拉罐内充入CO2后加入NaOH溶液，会发生反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，而使罐内气体压强减小，所以在外界大气的作用下而变瘪；而后过量的NaOH溶液

会与易拉罐的成分铝发生反应而生成H2，发生的反应是2Al＋2NaOH＋

2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以罐内压强会变大，所以易拉罐又会重新鼓起来．

答案：(1)CO2被吸收而被外界大气压瘪

－2－2OH＋CO2===CO3＋H2O (2)由于铝与碱反应生成H2，压强增大而重新鼓起

－－2Al＋2OH＋2H2O===2AlO2＋3H2↑

11．分别取W克钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________；

(2)分别取0.1 mol钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________；

(3)若产生相同物质的量的氢气，所需钠、铁、铝的质量比是________；

(4)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、铁、铝三种金属的物质的量之比是________．

WWW解析：(1)W克钠、铁、铝的物质的量分别为 molmolmol，由电子得失转235627

移守恒可得，2 mol钠生成1 mol氢气，1 mol铁生成1 mol氢气，2 mol铝生成3 mol氢气，

WWW所以生成氢气的体积比为 mol∶ mol∶ mol＝∶；同理可得到(2)、(3)、(4)[1**********]

的答案．

111答案：(1)∶(2)1∶2∶3 (3)23∶28∶9 (4)6∶3∶2 23289